会同成熟杉木器官C:N:P生态化学计量的动态特征

【目的】植物不同器官的C、N、P含量及生态化学计量学的动态特征能反映其营养利用效率及生长环境相对的养分限制。本文针对30年生杉木林叶、枝、根C、N、P生态化学计量的季节动态进行研究,旨在剖析成熟杉木林各器官在不同季节养分元素的变化情况及器官之间的内在关联性,揭示成熟杉木林生态过程中养分元素的变化规律及其环境平衡关系,为杉木成熟人工林培育大径材培育提供理论支撑。【方法】以湖南会同生态站Ⅲ号集水区30年生杉木人工林为研究对象,测定不同季节杉木叶、枝、根的C、N、P含量及计量比,分析不同器官C、N、P含量及其生态化学计量比间的差异性,用CCA约束性排序对根、枝、叶之间的相关关系及不同季节下环境因子的影响进行分析。【结果】杉木相同器官的C、N、P含量及其生态化学计量比呈显著性季节变化(P<0.05),不同器官的生态化学计量比在相同季节间差异显著(P<0.05);叶、枝、根的C含量具有一致的变化规律,4月份最高,7月份最低,器官之间表现为根>枝>叶;叶、枝、根的N、P含量也均表现为10月份最高,7月份最低,器官之间表现为叶>枝>根;CCA分析表明植物器官的生态化学计量特征受季节变化影响较大;Ⅲ号集水区杉木叶、枝、根的C、N、P含量及生态化学计量之间均呈正相关关系;杉木生态系统整体的N素含量偏低,其生长主要受到N的限制,杉木林凋落物量相对较少,其凋落物的分解提供N素少,影响植物器官中N、P等营养元素的含量。【结论】30年生成熟杉木不同器官养分元素含量及环境因子对植物器官的生态化学计量特征均有影响,这一结果与普遍认为成熟期杉木的生长基本停滞的观点不同,证明了杉木到成熟期N、P作为植物生长过程中主要影响元素,其养分循环效率仍然很高,生长缓慢是由于N素限制。本研究为杉木林大径材培育和提高杉木林经济效益提供了数据支撑。

杉木成熟林乔木层营养元素生物循环的研究

广西龙胜县里骆林区25-28年生杉木林乔木层平均每年吸收10种营养元素的总量为139.278kg/ha,其中19.5%存留在立木上,48.1%通过凋落物、32.4%通过降水淋溶归还土壤。N、Mg、S、Mn、Zn、B的归还比都超过0.8;P、K、Ca的归还比加0.72-0.74;Cu的则低于0.7。影响杉木林乔木层营养元素循环的主要因素是土层厚度、土壤养分的浓度和林分测树因子。

土壤增温对杉木成熟叶不同形态氮、磷组分的影响

以亚热带地区杉木人工幼林为研究对象,利用土壤埋设电缆增温实验平台,设置增温(5±0. 5)℃和对照两个处理,探讨杉木幼林成熟叶氮、磷含量及其不同形态组分对增温的响应.经过为时1. 5 a土壤增温,对成熟叶中氮、磷及其各组分含量分别进行测定.研究结果表明:增温处理未改变成熟叶总氮及其各形态组分含量,却显著降低了成熟叶中无机磷、糖磷、不溶磷组分含量;相关分析表明成熟叶总磷含量与无机磷组分含量极显著正相关(P=0. 000),与不溶磷组分含量显著正相关(P <0. 05).增温引起成熟叶总磷显著下降及总氮/总磷的显著增加,主要是由于成熟叶中无机磷和不溶磷组分含量显著下降导致.

桂西北杉木成熟林营养元素积累及其分布格局

为了探究桂西北杉木人工林成熟林的营养元素积累及其分布格局,为该区域杉木人工林的经营管理提供依据。以广西南丹县30年生杉木林为研究对象,对其5种营养元素(N、P、K、Ca和Mg)含量、积累及其分配格局进行了研究。结果表明:1) 杉木中不同器官营养元素含量因器官不同而存在差异,以树叶最高,其次是树枝、干皮和树根,干材最低;林木中不同器官营养元素含量为N 】K 或 Ca 】Mg 】P。2) 杉木成熟林营养元素总储量为955.06 kg•hm−2,其中乔木层占91.15%,灌草层和凋落物层分别占0.98%和7.89%。3) 杉木成熟林乔木层营养元素年净积累量为29.01 kg•hm−2•a−1,每积累1 t干物质需要5种营养元素5.10 kg。

桂西北杉木成熟林生态系统碳贮量及其分布格局

为了探究桂西北杉木人工林成熟林的碳汇功能,为其生态效益的合理评价和可持续经营提供依据。以广西南丹县杉木成熟林(30年生)为研究对象,通过野外样地调查和室内分析,对其生态系统碳储量及其分布格局进行了研究。结果表明:1) 各器官碳含量介于468.4~502.8 g•kg−1之间,按大小排列次序为干皮 】干材 】树叶 】树枝 】树根,林分中不同层次植物碳含量为乔木层 】灌木层 】草本层,土壤(0~80 cm)平均碳含量为15.16 g•kg−1,随土层加深逐渐下降。2) 杉木成熟林生态系统碳贮量为241.63 t•hm−2,不同部分碳贮量由大到小次序为土壤层(145.61 t•hm−2) 】乔木层(91.36 t•hm−2) 】凋落物层(2.78 t•hm−2 】灌木层(1.38 t•hm−2) 】草本层(0.50 t•hm−2)。乔木层各器官碳贮量与其生物量成正比例关系,干材的生物量最大,其碳贮量也最高,占乔木层碳贮量的68.14%,树枝、树叶、干皮和树根等碳贮量共占31.86%。3) 杉木成熟林乔木层年净生产力为7.84 t•hm−2•a−1,有机碳年净固定量为3.84 t•hm−2•a−1,年净吸收CO2量为14.08 t•hm−2•a−1。因此,桂西北杉木成熟林具有较强的固碳功能,在区域森林生态系统碳循环中发挥着重要的作用。

杉木林下套种雷公藤对林地土壤理化性质的影响

杉木林是我国南方重要的人工林类型之一,具有较高的经济效益。林下套作是当前林业经营的重要技术措施。为探讨杉木林下套种对林地土壤理化性质的影响,文章在杉木成熟林行间套种雷公藤,设杉木纯林地为对照,通过采用凯氏定氮、碳酸铀熔融等方法测定栽培雷公藤后的土壤各项养分含量指标,对比分析土攘理化性质。实验结果表明,在杉木林下间种雷公藤后,土壤的持水量显著升高,土壤容重和孔隙度向良性方向改变。证明林下套种雷公藤,可有效提高林地土壤持水量和改善土壤结构。